Кукуруза может находиться в периоде от вымётывания и опыления до формирования зерна. Соя — от цветения и образования бобов до формирования семян. Реальную фазу определяют непосредственно в посеве, поскольку именно от неё зависят последствия водного стресса, болезней, вредителей и повреждений. (фазы развития кукурузы, фазы развития сои).

На большом поле невозможно регулярно осматривать каждый участок пешком. В такой ситуации БПЛА может провести предварительный мониторинг и показать, где наземная проверка особенно необходима.

Для мониторинга используют БПЛА с RGB-, мультиспектральными и тепловизионными камерами.

Однако результат — это не просто фотография с воздуха. Важна связка «съёмка + геопривязка + обработка данных + наземная проверка». После обработки изображений можно построить ортофотоплан или карту неоднородности посева. (University of Nebraska: применение БПЛА в сельском хозяйстве).

RGB-камера показывает поле примерно так, как его видит человек. Мультиспектральная камера фиксирует отражение в отдельных диапазонах света, а затем данные могут использоваться для расчёта вегетационных индексов. Для этого необходимы подходящий сенсор, корректная съёмка и специализированное программное обеспечение.

Дрон-опрыскиватель предназначен прежде всего для внесения рабочего раствора. На нём может не быть оборудования для съёмки, геопривязки и расчёта индексов.

Главная задача воздушного мониторинга — выделить участки, которые отличаются от основной массы поля. Причину этих отличий устанавливают после обследования растений и почвы.

На снимках могут быть заметны участки:

• с меньшей густотой растений;
• с пропусками и разреженным растительным покровом;
• с отличающимся оттенком листьев;
• с признаками отставания в развитии;
• с неодинаковой сомкнутостью рядков.

Надёжнее всего оценивать динамику при сравнении с соседними зонами или по результатам повторных съёмок.

Причины неоднородности могут быть разными: особенности почвы, недостаток или избыток влаги, уплотнение, неравномерное питание, повреждение корней, болезни или вредители.

В одном исследовании на посевах кукурузы и подсолнечника ортофотопланы и вегетационные индексы применяли для оценки плотности посевов, состояния растений и участков с признаками различного увлажнения; часть оценок выполнялась с использованием наземных методов. (исследование Алтайского ГАУ).

Карта отвечает прежде всего на вопрос: «Где находится участок, который отличается?» Причину нужно устанавливать отдельно.

После сильных дождей отдельного внимания требуют зоны, где вода задерживается дольше, а также участки с неоднородным рельефом и нарушенным водоотводом.

При подходящей мультиспектральной или тепловой съёмке и обработке данных можно оценивать косвенные признаки водного стресса. Потенциальные зоны поверхностного застоя оценивают отдельно — например, по цифровой модели рельефа. (исследование водного стресса кукурузы)

В исследовании UAV-SfM съёмку выполняли после уборки, при почти открытой поверхности. Такой метод оптимален при отсутствии густой растительности: листья и растительные остатки могут мешать построению цифровой модели рельефа. Поэтому результат нельзя напрямую переносить на оценку переувлажнения под сомкнутым пологом кукурузы или сои. (исследование UAV-SfM)

Переувлажнение, засуха, уплотнение и повреждение корней могут вызывать похожие изменения в состоянии растений. Для уточнения причины нужны наземный осмотр, оценка почвы, рельефа, погодных условий и истории обработки.

В отдельном исследовании реакцию сои на затопление оценивали на 724 селекционных делянках. Данные мультиспектральной и тепловой съёмки сопоставляли с визуальными оценками повреждений, выполненными специалистами. Это подтверждает перспективность метода в экспериментальных условиях, но не превращает его в универсальный диагностический инструмент для любого поля. (исследование повреждений сои после затопления)

Практическая схема может выглядеть так:

1. Определить задачу съёмки и фактическую фазу культуры.
2. Провести полёт с подходящей камерой и геопривязкой.
3. Обработать изображения и выделить зоны, отличающиеся от основной массы посева.
4. Проверить с земли проблемные участки и несколько обычных зон для сравнения.
5. Установить причину неоднородности.
6. Принять решение о наблюдении или обработке с учётом погоды, фазы культуры и регламента препарата.
7. При необходимости повторить съёмку в сопоставимых условиях освещения и погоды, с теми же или сопоставимыми параметрами сенсора.

Для густого полога кукурузы обычный NDVI может терять чувствительность из-за насыщения индекса. В таких условиях иногда используют NDRE или другие показатели — если это позволяют установленная камера и программное обеспечение. (University of Nebraska)

В конце июля БПЛА с камерой может помочь выделить зоны неоднородности на посевах кукурузы и сои. Такие зоны могут быть связаны с сорняками, повреждениями, водным стрессом, особенностями почвы или другими причинами.

Но воздушная съёмка сама по себе не ставит диагноз. Она показывает участок, который требует внимания. Окончательное решение принимают после наземного обследования.
Чем ближе культура к уборке, тем важнее учитывать фактическую фазу растений, погодные условия и регламент конкретного препарата.